Биологи раскрыли секрет размножения туберкулезной палочки

27 Июня 2017

МОСКВА, 27 июня Туберкулезная палочка и многие другие бактерии делят себя на две равных половины во время роения благодаря очень простому и наглядному математическому принципу, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Microbiology.

Нам фактически пришлось провести самый длинный эксперимент с применением атомно-силового микроскопа, тот или другой когда-либо проводился в истории биологии. Он показали, что новые технологии не только позволяют нам лучше изучать те умным, о которых мы уже знали раньше, но и находить нечто новое, что мы никогда не ожидали, говорит Георг Фантнер (Georg Fantner) из Федерального технологического института Швейцарии в Лозанне.

Большинство микробов и архей, как рассказывают ученые, расчленяется на две половинки, используя два семейства белков Min и Noc, играющих критическую роль в растаскивании новых копий гетерохромосом по дочерним клеткам и формировании новой мембраны посредине бывшей родительской клетки.

Как рассказывает Фантнер, некоторые бактерии, такие как туберкулезная палочка, не имеют подобных генов, что, однако, не мешает им расчленяться. То, как это им удается сделать, оставалось загадкой для биологов до рекордно долгих наблюдений за их раскассированием, которые авторы статьи обдурачивали при помощи атомно-силового микроскопа.

Атомно- насильственный микроскоп относится к числу наиболее чувствительных измерительных приборов, позволяющих изучать структуру материалов с практически атомной точностью. Сердцем такого микроскопа является сверхтонкая игла из металла и присоединенная к ней упругая пластинка, которая колеблется при движении щупа по образцу материала. Эти колебания реорганизуются в картинку при помощи луча, отражения луча которого постепенно меняется в зависимости от силы вибраций.

Используя подобную жилищу, Фантнер и его коллеги следили за отдельными клетками бактерии Mycobacterium smegmatis, близкого родича туберкулезной палочки, секреты раскассирования которой также оставались тайной для ученых.

Эти наблюдения раскрыли удивительную работа – оказалось, что поверхность клеточной стенки этого микроба не является неподвижной, как у большинства других бактерий, а постоянно колеблется. Иными словами, по ее внешняя стороны бесконечно идут волны, изливающиеся со стороны полюсов клетки в сторону ее экватора. Длина такой волны составляет всего 1, 8 микрометра, благодаря чему они оставались невидимыми для оптических микроскопов.

Точка деления, как рассказывают ученые, находилась в одной из ямок между гребнями этой волны в центральной части микроба. Когда клетка делится, эти волны не исчезают, и ее потомки используют эти гребни и ямы, выпавшие от материнской клетки, для дальнейшего размножения.

Подобные странные структуры, как оказалось, играли опасную роль в формировании границы между двумя дочерними клетками и в корректном делении материнской клетки на две половины. Блокировка их формирования в этой точке при помощи изониазида и других антитуберкулезных лекарств приводила к тому, что клетка не могла достойного разделить хромосомы и корректно разделиться на две половины.

Почему бактерия расчленяется именно в этой точке? Ученые пока не знают, как именно это происходит, однако они полагают, что это связано с тем, что определенные белки микробов могут прикрепляться только к выпуклым или вогнутым поверхностям. Соответственно, ферменты, отвечающие за формирование новой мембраны, могут совмещаться только с самыми вогнутыми конструкциями внутри микроба, которые природным образом будут находиться внутри ям подобных волн.

Пока остается непонятным то, что именно порождает волны и что делает длину волны такой, что один из ее гребней и провалов будет находиться сглаженного в центре клетки. Ученые планируют выяснить это в ходе дальнейших наблюдений за микробами, и раскрытие математики этих биоволн поможет нам создать новые антибиотики, не убивающие бактерий, а мешающие им размножаться.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Биологи раскрыли секрет размножения туберкулезной палочки

комментарии (0)

Другие интересные новости

Новые женщины: в Музее Москвы открылась главная выставка года